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    灌區(qū)工程水土保持方案編制技術(shù)要點(diǎn)分析

    2016-02-06 19:07:52喻惠花郭文慧馬麗梅徐文玉
    中國水土保持 2016年6期
    關(guān)鍵詞:水土流失防治措施

    于 泳,喻惠花,郭文慧,馬麗梅,徐文玉,楊 偉

    (1.湖北省水利水電科學(xué)研究院,湖北 武漢 430070; 2.中工武大設(shè)計研究有限公司,湖北 武漢 430072)

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    灌區(qū)工程水土保持方案編制技術(shù)要點(diǎn)分析

    于泳1,喻惠花2,郭文慧1,馬麗梅1,徐文玉1,楊偉1

    (1.湖北省水利水電科學(xué)研究院,湖北 武漢 430070; 2.中工武大設(shè)計研究有限公司,湖北 武漢 430072)

    [摘要]灌區(qū)工程建設(shè)日益增多,在建設(shè)過程中也帶來了嚴(yán)重的水土流失,必須編制水土保持方案,從項目前期開始控制水土流失隱患。根據(jù)編制同類水土保持方案的經(jīng)驗,分析了灌區(qū)工程水土流失的特征,從土石方平衡、表土剝離與返還、水土保持分區(qū)、水土流失預(yù)測、水土保持措施、水土保持補(bǔ)償費(fèi)等方面闡述了編制技術(shù)要點(diǎn),以期為同類工程水土保持方案編制提供借鑒和參考。

    灌溉工程是國家重要的水利設(shè)施,是國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的地位和作用[1]。為合理利用水資源,大力發(fā)展節(jié)水灌溉,促進(jìn)灌區(qū)良性循環(huán)機(jī)制的建立,進(jìn)一步改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,提高農(nóng)業(yè)抗災(zāi)能力,促進(jìn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展,自1996年起,國家組織實施了以節(jié)水為中心的大型灌區(qū)續(xù)建配套項目建設(shè),項目建設(shè)的主要內(nèi)容是渠首工程、干支渠及其建筑物的續(xù)建配套和節(jié)水改造[2-3]。根據(jù)《大型灌區(qū)續(xù)建配套和節(jié)水改造“十二五”規(guī)劃》,到2015年,國家對190個大型灌區(qū)、800個重點(diǎn)中型灌區(qū)進(jìn)行了續(xù)建配套與節(jié)水改造項目,啟動實施了1 500個一般中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程,爭取到2020年,基本完成大型灌區(qū)、重點(diǎn)中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造任務(wù)。灌區(qū)工程施工過程中的挖損地貌和松散堆積體,在侵蝕營力作用下易產(chǎn)生水蝕和重力侵蝕,造成嚴(yán)重的水土流失[4-6]。鑒于此,今后有大批灌區(qū)工程須編制水土保持方案,筆者在一些學(xué)者研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合工作實踐,提出灌區(qū)工程水土保持方案編制技術(shù)要點(diǎn),以期不斷提高灌溉工程水土保持方案編制水平。

    1灌區(qū)工程項目組成及水土流失特征

    1.1灌區(qū)工程項目組成及特點(diǎn)

    灌區(qū)工程為建設(shè)類項目,線型與點(diǎn)型工程相結(jié)合,具有跨越地貌類型多、線路長且分散、永久占地面積大而臨時占地少、擾動面積大、土石方工程量大、取(棄)土場多等特點(diǎn)[4]。灌區(qū)工程一般由渠道、渠系建筑物(水閘、隧洞、橋梁、涵洞、量水堰等)、管理區(qū)、渡槽、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工道路、取土場、棄土場等組成。

    1.2灌區(qū)工程水土流失特征

    (1)灌區(qū)工程??缭讲煌牡孛差愋?,例如山區(qū)、丘陵區(qū)、平原區(qū),各區(qū)自然條件不盡相同,表現(xiàn)出的水土流失形式和造成的水土流失危害也不同,布置的水土保持措施體系差別較大。

    (2)灌區(qū)工程線路長,渠系建筑物分散,單位長度或單位面積土石方量和水土流失量均較小,但由于擾動面積大和線路長,動用的土石方總量和產(chǎn)生水土流失總量比較大,在土石方調(diào)運(yùn)和水土流失治理方面,與其他建設(shè)項目相比,土石方不能完全綜合利用,水土流失不能集中規(guī)模治理。

    (3)灌區(qū)工程是涉水工程,土石方挖填若不加強(qiáng)管理,往往會直接進(jìn)入渠道,造成渠道淤積,降低渠道使用壽命,影響周邊農(nóng)田灌溉取水。

    (4)工程沿線設(shè)置的取(棄)土場比較多,取(棄)土場占用農(nóng)田較多,在使用過程中會損壞表層土壤,將表層土剝離、堆置,返還難度大,后期復(fù)耕困難。

    2水土保持方案編制技術(shù)要點(diǎn)

    目前,灌區(qū)工程水土保持方案編制中存在一些較為突出的問題,本文從土石方平衡、表土剝離與返還、水土保持分區(qū)、水土流失預(yù)測、水土保持措施設(shè)計、水土保持補(bǔ)償費(fèi)等方面展開闡述。

    2.1土石方平衡問題

    灌區(qū)工程開挖量大、回填量小,會在沿線產(chǎn)生一定的棄渣。由于棄渣較分散,因此如何有效處理棄渣,成為編制人員面臨的問題。新水土保持法第二十八條和相關(guān)技術(shù)規(guī)范均明確了土石方綜合利用的要求,即方案編制中,應(yīng)首先轉(zhuǎn)變以往完全按照主體工程設(shè)計土石方量進(jìn)行平衡調(diào)運(yùn)的做法,立足于土石方綜合利用的要求。灌區(qū)工程單位長度產(chǎn)生的棄渣較少,集中棄渣不合理,多余土方要優(yōu)先考慮堤身培厚、堤身加高、堤后凹地回填,再考慮不同渠段之間土石方的調(diào)配,對不同治理渠段的施工進(jìn)度提出調(diào)整建議和銜接對策,以促進(jìn)土石方的綜合利用。同時,也可考慮將多余土石方外運(yùn)至沿線其他工程進(jìn)行綜合利用,變廢為寶,由被動平衡轉(zhuǎn)為主動利用。對于產(chǎn)生棄渣量較大的渠段,確實無法綜合利用的情況下,應(yīng)按照新水土保持法第五十五條的要求,編制方案時必須明確棄渣專門存放地,并對棄渣場逐個進(jìn)行平面布置和設(shè)計,保證不產(chǎn)生新的水土流失危害。

    2.2表土剝離及返還問題

    灌區(qū)續(xù)建配套工程沿原有渠道布置,不改變原有渠系數(shù)量及其走向,渠系建筑物在原有渠道上拆除重建或新建,占用大量水域及水利設(shè)施用地,耕地、林地、草地占用較少,無表層土可以剝離,但主體工程對渠道上邊坡通常采用草皮護(hù)坡,整個渠道沿線草皮護(hù)坡面積較大,草皮護(hù)坡實施前須覆耕植土,需要十幾萬方甚至幾十萬方耕植土才能保證護(hù)坡草皮的成活率。因此,編制水土保持方案時,必須進(jìn)行實地勘察,對渠道原有邊坡土質(zhì)進(jìn)行觀察和分析,確定渠道邊坡熟土的厚度和是否能作為耕植土進(jìn)行返還,對能剝離熟土的渠段在圖紙上勾畫范圍,估算面積和剝離量。另外,表層熟土盡可能多剝離,而不是按需剝離,后期恢復(fù)植被時,回覆熟土越厚,植被生長情況就越好。渠道邊坡剝離熟土遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足草皮護(hù)坡覆土量需求時,可考慮外購表土,保證草皮護(hù)坡覆表土厚度至少20 cm,外購表土要說明來源及土料場防護(hù)責(zé)任。

    2.3水土保持防治分區(qū)的問題

    目前,灌區(qū)工程水土保持分區(qū)較為混亂,未形成統(tǒng)一的分區(qū)模式。部分編制人員考慮分區(qū)越多,防治措施設(shè)計及投資估算越復(fù)雜,不如直接簡化,方案編制起來也更容易,但這樣追求簡化,背離了水土保持設(shè)計理念,往往造成方案設(shè)計的與工程實際需求不符,甚至影響后期水土保持竣工驗收。筆者根據(jù)《開發(fā)建設(shè)項目水土保持技術(shù)規(guī)范》(GB 50433—2008)及工作實踐,按照水土流失防治分區(qū)原則,一級分區(qū)按地貌類型、水土流失類型劃分,二級分區(qū)按工程布置和施工布置劃分,三級分區(qū)按項目功能和位置劃分。因此,灌區(qū)一級分區(qū)劃分為山區(qū)、丘陵區(qū)、平原區(qū);二級分區(qū)劃分為渠道工程區(qū)、渠系建筑物工程區(qū)、渡槽、施工生產(chǎn)生活區(qū)、施工道路、取土場、棄土場等;渠道工程區(qū)、渠系建筑物工程區(qū)、施工道路、取土場、棄土場還可劃分三級分區(qū),如渠道邊坡防治區(qū)、渠道其他區(qū)域防治區(qū)、涵閘防治區(qū)、橋梁防治區(qū)、隧洞防治區(qū)、平地施工道路、坡地施工道路、平地取土場、坡地取土場、溝道型棄渣場、坡地型棄渣場、平地型棄渣場等。

    2.4水土流失預(yù)測的問題

    水土流失預(yù)測的內(nèi)容主要包括預(yù)測面積、預(yù)測時間、預(yù)測內(nèi)容和土壤侵蝕模數(shù)等。

    預(yù)測面積即征占地面積,包括永久占地和臨時占地,但大部分灌區(qū)渠道雖沒有界樁,但已經(jīng)為永久征地,可行性研究報告編制人員不需要考慮重新征地問題,只需要考慮工程臨時占地即可。因此,永久占地面積由方案編制人員進(jìn)行統(tǒng)計。對于可行性研究報告圖紙比較齊全的工程,在工程布置圖上可以直接量算出永久占地面積,對于圖紙不齊全的工程,永久占地量算比較困難。編制人員要根據(jù)每個渠道斷面的長度和寬度計算出永久占地面積,然后再根據(jù)預(yù)測單元細(xì)化預(yù)測面積。灌區(qū)工程施工總工期一般較長,但單位渠道長度的施工期卻比較短,在確定每個單元的預(yù)測時間時,根據(jù)單位渠道長度的施工期來確定,不能統(tǒng)一按照施工總工期簡單處理。現(xiàn)在水土流失預(yù)測大部分是按照灌區(qū)工程分區(qū)劃分預(yù)測單元,太簡單,必須進(jìn)行細(xì)化,例如渠道工程區(qū),可分為渠道邊坡和其他區(qū)域。渠道工程區(qū)地形條件、挖損情況、土壤松散程度不同,土壤侵蝕模數(shù)就不同,因此預(yù)測單元細(xì)化越多,水土流失預(yù)測就越準(zhǔn)確。大部分編制人員在土壤侵蝕模數(shù)取值上犯難,因為現(xiàn)階段類似工程開展水土保持監(jiān)測工作的較少,土壤侵蝕模數(shù)獲取難度大,另外由于監(jiān)測方法比較落后,因此監(jiān)測數(shù)據(jù)可信度偏低,成果推廣困難。根據(jù)筆者編制水土保持方案的經(jīng)驗,土壤侵蝕模數(shù)取值在有監(jiān)測數(shù)據(jù)的情況下,優(yōu)先使用類比法,若無監(jiān)測數(shù)據(jù),方案編制單位可開展現(xiàn)場實測工作,也可通過現(xiàn)場調(diào)查和詢問當(dāng)?shù)厮帘3种鞴懿块T,并結(jié)合土壤侵蝕分類分級標(biāo)準(zhǔn)確定。

    2.5水土保持措施設(shè)計

    在水土流失防治措施布設(shè)原則和工程水土流失防治目標(biāo)的指導(dǎo)下,根據(jù)工程建設(shè)特點(diǎn)及當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件,按照“預(yù)防為主、保護(hù)優(yōu)先、全面規(guī)劃、綜合治理、因地制宜、突出重點(diǎn)、科學(xué)管理、注重效益”的水土保持工作方針,結(jié)合水土流失預(yù)測結(jié)果、水土流失防治分區(qū)和主體已有水土保持功能設(shè)計,嚴(yán)格執(zhí)行“先攔后棄”的施工工藝,堅持植物措施、工程措施與臨時措施相結(jié)合,構(gòu)建完整、有效的水土流失防治措施體系。水土保持措施總體布局應(yīng)按各分區(qū)施工前、施工中、施工結(jié)束后進(jìn)行布置,例如,渠道工程防治區(qū)施工前先剝離表土或原有渠道邊坡上的熟土,施工中對臨時堆土進(jìn)行攔擋、苫蓋,在挖方邊坡上部布置截水溝,對開挖邊坡拍實后進(jìn)行苫蓋,施工結(jié)束后,先進(jìn)行土地整治,將剝離的表土、熟土返還至邊坡,再進(jìn)行草皮鋪植。

    典型設(shè)計中,由于灌區(qū)主體工程的測量范圍僅為渠道占地,大比例尺平面布置圖很難布置施工場地、棄渣場、取土場等,通常布置在以1∶ 10 000為底圖的地形圖上,量算出的水土保持措施工程量精確度不高,而且局部地區(qū)地形已與實際情況不符,因此不能滿足方案的設(shè)計要求。在這種情況下,通常要與主體工程設(shè)計單位進(jìn)行溝通,要求補(bǔ)測本工程布置的施工場地、取土場、棄渣場等區(qū)域,或在現(xiàn)場查勘時,自行測量方案編制所需的一些臨時占地,確保位置、地形、地類、面積、比例尺、等高距均能滿足方案編制需要。部分主體設(shè)計單位重工程、輕水保的思想觀念比較嚴(yán)重,在設(shè)計時主要考慮主體工程所關(guān)心的內(nèi)容,而往往會忽視水土保持的重要性,這樣使得設(shè)計成果中具有水土保持功能的措施較少,甚至沒有。對于主體工程設(shè)計不完善的情況,方案編制人員要進(jìn)行必要的補(bǔ)充和設(shè)計,確保水土保持措施形成完整的體系。植物措施盡可能選用鄉(xiāng)土樹、草種,適地適樹,并采用喬、灌、草立體配置模式,以盡快恢復(fù)區(qū)域內(nèi)的植被和生態(tài)環(huán)境。

    2.6水土保持補(bǔ)償費(fèi)

    水土保持補(bǔ)償費(fèi)是水行政主管部門對損壞水土保持設(shè)施和地貌植被,不能恢復(fù)其原有水土保持功能的生產(chǎn)建設(shè)單位和個人征收并專項用于水土流失預(yù)防治理的資金。根據(jù)《關(guān)于印發(fā)<水土保持補(bǔ)償費(fèi)征收使用管理辦法>的通知》(財綜〔2014〕8號),對于灌區(qū)工程來說,水土保持補(bǔ)償費(fèi)按照征占用土地面積計征。灌區(qū)工程一般跨越縣市較多,在估算水土保持補(bǔ)償費(fèi)時,必須分縣市統(tǒng)計,便于后期地方水行政主管部門征收水土保持補(bǔ)償費(fèi)。

    3結(jié)語

    灌區(qū)工程對緩解水資源供需矛盾,保障糧食安全,提高農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施水平,減輕生態(tài)惡化的趨勢,促進(jìn)社會可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。工程建成后可發(fā)揮巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益,但在工程建設(shè)中如果不重視水土保持工作,那么會給工程建設(shè)帶來負(fù)面影響。 本文總結(jié)了灌區(qū)工程的特點(diǎn)和水土流失特征,根據(jù)筆者編制同類工程水土保持方案的經(jīng)驗,對方案編制中經(jīng)常遇到的問題,提出了合理、科學(xué)的編制方法,以期為后續(xù)同類灌區(qū)工程水土保持方案編制提供借鑒和參考。

    [參考文獻(xiàn)]

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    [3] 萬珍,羅金耀,李小平,等.湖北省大型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造建設(shè)管理信息化系統(tǒng)的研究[J].中國農(nóng)村水利水電,2007(10):38-39.

    [4] 王向東,張峰,何凡,等. 水利工程水土保持準(zhǔn)入條件[J].中國水土保持科學(xué),2010,8(3):74-77.

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    (責(zé)任編輯孫占鋒)

    [基金項目]湖北省水利重點(diǎn)科技項目(HBSLKY201503)

    [中圖分類號]TV93

    [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

    [文章編號]1000-0941(2016)06-0034-03

    [作者簡介]于泳(1981—),男,內(nèi)蒙古武川縣人,工程師,碩士,研究方向為生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持和工礦廢棄地植被恢復(fù)研究。

    [收稿日期]2015-11-26

    [關(guān)鍵詞]灌區(qū)工程;水土保持方案;水土流失;防治措施

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